Question

15．小明在查閱資料時(shí)看到這樣一段話：“二氧化硫能使紫紅色KMnO₄溶液變成無(wú)色溶液，反應(yīng)方程式為：5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄．
（1）方程式中最后一種物質(zhì)的化學(xué)式印刷不清楚，小明根據(jù)上下文了解到該物質(zhì)是一種常見(jiàn)的酸，請(qǐng)根據(jù)已學(xué)知識(shí)推測(cè)其化學(xué)式為：H₂SO₄，高錳酸鉀中Mn元素化合價(jià)為+75SO₂中“5”的含義是5個(gè)二氧化硫分子
（2）信息提示：硫酸鉀是由K⁺和SO₄^2-構(gòu)成．硫酸鉀溶液呈無(wú)色，鹽溶液的顏色通常是由構(gòu)成它的離子決定的．根據(jù)資料及信息提示，KMnO₄溶液呈現(xiàn)的紫紅色可能是由MnO₄^-（填離子符號(hào)）離子表現(xiàn)出來(lái)的．
（3）現(xiàn)將H₂SO₄、Ba（OH）₂、Na₂CO₃三種物質(zhì)同時(shí)加入到足量的水中，充分反應(yīng)后過(guò)濾，得白色沉淀B和無(wú)色溶液A，經(jīng)測(cè)定溶液pH＜7．信息：（1）硫酸鋇不溶于水也不溶于酸（2）碳酸鋇不溶于水，但能溶于酸

據(jù)此判斷：溶液A中一定存在粒子有H⁺、Na⁺、SO₄^2- 白色固體B屬于純凈物（填“純凈物”或“混合物”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，就是參加反應(yīng)的各物質(zhì)（反應(yīng)物）的原子，重新組合而生成其他物質(zhì)的過(guò)程．在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前后原子的種類(lèi)沒(méi)有改變，數(shù)目沒(méi)有增減，原子的質(zhì)量也沒(méi)有改變．根據(jù)二氧化硫能使KMnO₄溶液褪色的化學(xué)方程式和質(zhì)量守恒定律就可計(jì)算出生成物各元素的原子個(gè)數(shù)與反應(yīng)物各元素的原子個(gè)數(shù)之差，然后除以2，就是最后一種物質(zhì)的化學(xué)式中含有的元素的原子個(gè)數(shù)；錳元素化合價(jià)可由化學(xué)式中各元素化合價(jià)代數(shù)和為零解決，化學(xué)式前的數(shù)字表示的是分子個(gè)數(shù)．
（2）高錳酸鉀的陽(yáng)離子是K+（鉀離子），它的陰離子是MnO4-（高錳酸根離子），高錳酸鉀溶液呈紫紅色，這是由于當(dāng)中的MnO4-離子在水溶液中呈紫紅色．只要物質(zhì)含有高錳酸根離子，那么該物質(zhì)的水溶液就呈紫紅色．
（3）根據(jù)A的pH＜7，則可以確定硫酸有剩余；根據(jù)硫酸與氫氧化鋇、碳酸鈉的反應(yīng)即可確定A中一定存在的離子；碳酸鋇能與硫酸反應(yīng)據(jù)此即可確定白色沉淀的成分，成分確定了則物質(zhì)的分類(lèi)就確定了；根據(jù)PH試紙的使用方法回答②即可．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2（　�。┛芍�，最后一種物質(zhì)的化學(xué)式中應(yīng)含有的S元素的原子個(gè)數(shù)為：（5-1-2）÷2=1，O元素的原子個(gè)數(shù)為：（5×2+2×4+2-4-2×4）÷2=4，K元素的原子個(gè)數(shù)為：（2-2）÷2=0，Mn元素的原子個(gè)數(shù)為：（2-2）÷2=0，H元素的原子個(gè)數(shù)為：2×2÷2=2；故最后一種物質(zhì)的化學(xué)式為H₂SO₄；錳元素化合價(jià)可由化學(xué)式中各元素化合價(jià)代數(shù)和為零解決，化學(xué)式前的數(shù)字表示的是分子個(gè)數(shù)．
故答案為：H₂SO₄；+7；5個(gè)二氧化硫分子；
（2）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，反應(yīng)前溶液中的離子有：K⁺、MnO₄^-，反應(yīng)后溶液中的離子有：K⁺、SO₄^2-、Mn²⁺，反應(yīng)后溶液無(wú)色，說(shuō)明K⁺、SO₄^2-、Mn²⁺無(wú)色，可得呈現(xiàn)的紫紅色是MnO₄^-，
故答案為：MnO₄^-
（3）因?yàn)槿芤篈的pH＜7，
所以硫酸有剩余；
則氫氧化鋇和碳酸鈉全部反應(yīng)，硫酸與氫氧化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和水，硫酸與碳酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉水和二氧化碳；
則A中離子為：H⁺、Na⁺、SO₄²-；
因?yàn)榱蛩崾Ｓ啵?br />所以，不可能存在碳酸鋇；
故白色沉淀只有硫酸鋇，則白色沉淀的純凈物；
故答案為：
H⁺、Na⁺、SO₄^2-；純凈物．

點(diǎn)評(píng) 此題主要是考查學(xué)生的綜合分析能力，不但要求學(xué)生具備有關(guān)化合物的基礎(chǔ)知識(shí)，而且要有實(shí)驗(yàn)操作的經(jīng)歷和分析、解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力．解題時(shí)需要認(rèn)真分析題目給出的條件，結(jié)合碳酸鋇沉淀和硫酸鋇沉淀的性質(zhì)不同，即可判斷出原固體中含有的物質(zhì)．